• Title/Summary/Keyword: 고유방정식

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In-plane Free Vibrations of Horseshoe Circular Arch (마제형 원호 아치의 면내 자유진동)

  • Lee, Byoung Koo;Oh, Sang Jin;Lee, Tae Eun
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.34 no.4
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    • pp.1043-1052
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    • 2014
  • This paper deals with in-plane free vibrations of the horseshoe circular arch. Simultaneous ordinary differential equations governing free vibration of the arch are derived with respect to the radial and tangential deformations. Particularly, differential equations are obtained under the arc length coordinate rather than the angular one in order to extend the horseshoe arch whose subtended angle is greater than ${\pi}$ radians. The differential equations are numerically solved for calculating the natural frequencies accompanying with the corresponding mode shapes. In parametric studies, effects of the rotatory inertia, slenderness ratio and circumferential arc length ratio on frequency parameters are extensively discussed.

Constructing Equations of Motion for a Dynamic System from Modal Parameters (모달 파라미터를 이용한 동적 시스템의 운동 방정식 구성)

  • Hwang, Woo-Seok
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.35 no.1
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    • pp.40-45
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    • 2007
  • Modal analysis or modal test is a routine process to get the modal parameters of a dynamic system. The modal parameters include the natural frequencies, damping ratios and mode shapes. This paper presents a method that can derive the equations of motion for a dynamic system from the modal parameters obtained by the modal analysis or modal test. The present method based on the relation between the eigenvalues and eigenvectors of the state space equation derives the mass, damping and stiffness matrices of the system. The numerical verifications for the simple mass-spring-damper system and the cantilevered beam prove the efficiency and accuracy of the present method.

Analysis of Free Vibration Characteristics of Tapered Friction Piles in Non-homogeneous Soil Layers (불균질 지반에 설치된 테이퍼 마찰말뚝의 자유진동 특성 분석)

  • Lee, Joon Kyu;Ko, Junyoung;Lee, Kwangwoo;Kim, Dongwook
    • Journal of the Korean Geosynthetics Society
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    • v.18 no.3
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    • pp.69-77
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    • 2019
  • This paper presents a new analytical model for estimating the free vibration of tapered friction piles. The governing differential equation for the free vibration of statically axially-loaded piles embedded in non-homogeneous soil is derived. The equation is numerically integrated by the Runge-Kutta method, and then the eigenvalue of natural frequency is determined by the Regula-Falsi scheme. For a cylindrical non-tapered pile, the computed natural frequencies compare well with the available data from literature. Numerical examples are presented to investigate the effects of the tapering, the skin friction resistance, the end condition of the pile, the vertical compressive loading, and the soil non-homogeneity on the natural frequency and mode shape of tapered friction piles.

Natural Frequency Characteristics of Vertically Loaded Barrettes (수직하중을 받는 Barrette 말뚝의 고유진동수 특성)

  • Lee, Joon Kyu;Ko, Jun Young;Choi, Yong Hyuk;Park, Ku Byoung;Kim, Jae Young
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.41 no.1
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    • pp.39-48
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    • 2021
  • In this paper, an analytical model is proposed for assessing the natural frequency of barrettes subjected to vertical loading. The differential equation governing the free vibration of rectangular friction piles embedded in inhomogeneous soil is derived. The governing equation is numerically integrated by Runge-Kutta technique and the eigenvalue of natural frequency is computed by Regula-Falsi method. The numerical solutions for the natural frequency of barrettes compare well with those obtained from finite element analysis. Illustrated examples show that the natural frequencies increase with an increase of the cross-sectional aspect ratio, the friction resistance ratio and the soil stiffness ratio, and decrease with an increase of the friction aspect ratio, the slenderness ratio and the load factor, respectively.

Vibration Analysis of Rotating Thin Shells of Revolution by Finite Element Method (유한요소법에 의한 회전하는 얇은 축대칭 셸의 진동에 관한 연구)

  • 김현실;이영환
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.9 no.4
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    • pp.487-496
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    • 1985
  • 회전하는 축대칭 얇은 셸구조물의 진동 특성을 유한요소법에 의하여 해석하였다. 2개의 절점을 가진 Conical Frustrm 형태의 축대칭 요소를 사용하였으며 원주방향의 변위는 Fourier Series로 분해하여서 방정식의 수를 상당히 줄일 수 있었다. Sanders-Koiter의 셸이론을 사용하였으며 진 동 모우드는 회전의 영향을 설명하기 위하여 대칭 및 비대칭 모우드를 모두 고려하였다. Coriolis 행렬을 포함하는 운동방정식에서 고유 진동수를 계산하기 위해서 질량, 강성 및 Coriolis 행렬로 이루어지는 Hermitian 행렬의 Sturm Sequence Property를 이용하였으며, 좁은 밴드를 갖는 대형 행렬에 알맞는 Determinant Search 방법을 확장하여 고유진동수 및 벡터를 구하였다. 원통형 셸에 대하여 정지한 경우 계산한 고유진동수를 실험치 및 이론치와 비교한 결과 잘 일치됨을 알 수 있었다. 여러 가지 회전 속도에 대해서 얻어진 고유진동스를 이론치와 비교한 결과 잘 일치 됨을 알 수 있어\ulcorner며 회전의 영향으로 traveling wave진동의 현상이 나타남을 알 수 있었다.

On the near optimal composite regulator problem for the large scale linear time invariant system using matrix sign function (행렬 부호 함수를 이용한 대규모 선형 시불변 계통의 준최적 합성 제어기의 설계에 관한 연구)

  • 천희영;박귀택;이동기
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 1986.10a
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    • pp.566-570
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    • 1986
  • 본 논문의 목적은 대규모 선형 시불변 계통에 대한 합성 제어기의 설계에 관한 새로운 방법을 제시하기 위한 것이다. 주어진 계통을 행렬 부호 함수를 이용하여 그 고유치의 크기에 따라 블럭 대각 분해하고 각부 계통에 대한 최적 제어기 및 전체계통에 대한 준최적 합성 제어기를 설계한다. 이 방법은 주어진 계통의 고유치를 미리 알 필요가 없으며 계통의 블력 분해 과정에서 Riccati 방정식및 Lyapunov 방정식의 해를 구할 필요가 없고 특이섭등 기법이나 Two time scale seperation 방법에서의 제약조건에 관계없이 광범위하게 적용되는 장점이 있다.

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Fast Scattered-Field Calculation Using Windowed Green Functions (윈도우 그린함수를 이용한 고속 산란필드 계산)

  • 주세훈;김형동
    • Proceedings of the Korea Electromagnetic Engineering Society Conference
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    • 2001.11a
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    • pp.7-11
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    • 2001
  • 본 논문에서는 방사 적분방정식의 해를 구하기 위하여 파수영역 웨이블릿 변환개념에 기반을 둔 윈도우 그린함수를 사용하여 파수영역에서 고속으로 산란필드를 계산하는 방법을 제안하였다. 그린함수에 적용된 파수영역 웨이블릿 변환은 공간영역에서 동일한 Q를 갖는 윈도우를 사용하여 필터링함으로써 등가적으로 구현하였다. 고유함수를 이용하여 관찰점을 중심으로 전개된 그린함수를 푸리에 변환한 후 파수영역에서 방사 적분을 계산함으로써 계산효율을 얻을 수 있음을 확인하였다. 관찰영역에서만 정확한 값을 갖는 고유함수로 전개된 그린함수는 그린함수에 윈도우 함수를 씌운 형태로 방사 적분방정식의 파수영역 표현에 적용하면 기존의 고속멀티폴법과 동일한 산란필드 공식을 얻을 수 있다.

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이상 유동에서의 음파 전달 특성 연구

  • 이성재;김경두;장원표;장근식
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1997.05a
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    • pp.286-291
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    • 1997
  • 이상 유동에서의 음파 전달 현상을 비평형, 비균질 이상 유동 방정식에 의하여 이론적으로 유도하였다 개발된 방법은 이상 계면에서의 압력 불연속성을 표면 장력 방정식에 의하여 해결하였으며, 이로 인하여 이상 유동 지배 방정식의 불량 설정된 초기치 문제(Ⅰ11-posed initial value problem)가 완전한 쌍곡형 편 미분 방정식군(Complete hyperbolic partial differential equation system)으로 만들어졌다. 새로이 개발된 방정식의 고유값인 음파의 속도는 실험 결과와 정확히 일치한다.

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Free Oscillation Analysis in the Coastal Area using Integrated Finite Difference Method (적분차분법을 이용한 연안역에서의 해수고유진동해석)

  • LEE Byung-Gul
    • Korean Journal of Fisheries and Aquatic Sciences
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    • v.27 no.6
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    • pp.782-786
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    • 1994
  • Integrated finite difference method (IFDM) is used to solve one dimensional free oscillation problem in the coastal area. To evaluate the solution accuracy of IFDM in free oscillation analysis, two finite difference equations based on area discretization method and point discretization method are derived from the governing equations of free oscillation, respectively. The difference equations are transformed into a generalized eigenvalue problem, respectively. A numerical example is presented, for which the analytical solution is available, for comparing IFDM to conventional finite difference equation (CFDM), qualitatively. The eigenvalue matrices are solved by sub-space iteration method. The numerical results of the two methods are in good agreement with analytical ones, however, IFDM yields better solution than CFDM in lower modes because IFDM only includes first order differential operator in finite difference equation by Green's theorem. From these results, it is concluded that IFDM is useful for the free oscillation analysis in the coastal area.

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Determination of Eigenvalues of Sinusoidally Tapered Members by Finite Element Method (유한요소법을 이용한 정현상으로 taper진 부재의 고유치 산정)

  • Lee, Soo-Gon;Kim, Soon-Chul
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.13 no.1
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    • pp.87-95
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    • 2000
  • The two eigenvalues (elastic critical load and natural frequency of lateral vibration) of sinusoidally tapered bats with simply supported ends were determined by the finite element method. For the convenience of structural engineers who are engaged in the structural design or vibration analysis of tapered beam-columns, eigenvalue coefficients were expressed by simple algebraic equations. The validity of each algebraic equation was confirmed by the value of unity for each correlation coefficient. The influence of axial thrust on the lateral vibration frequency was also investigated. For this purpose, the axial thrust was increased successively and the corresponding frequency was calculated. The approximate linear relationship between the axial thrust and the square of the frequency was confirmed lot each of the tapered members.

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